活动案例丨当人工智能遇上自主游戏……汽车机器人，出动！

智能时代的发展，让我们周围生活都  “灵动” 起来。会沟通交流的机器人，能回答问题的机器狗，会发出声音的墙面，说指令可以打扫的机器……那当自主游戏与智能材料碰撞，会有什么样的故事呢？
湖南大学幼儿园自2020年成为教育部安吉游戏试点园以来，一直秉承“实”文化的核心理念——“崇人本精神，育整全儿童”，进行不断迭代的游戏革命。
本期，我们特别聚焦于湖南大学幼儿园在智能时代背景下对自主游戏与智能材料结合的探索。

*案例选自 湖南大学幼儿园 《人工智能遇上自主游戏》 

01/

初探：百变机器人

班级投放了一批智能模块，幼儿非常感兴趣，纷纷驻足探索每个模块的功能与作用。

大儒：黑色的这个有双眼睛，是可以看见路吗？

花花：这里有些会闪光、还会发出声音。

豆子：这个模块有轮子可以动起来！

米粒：那我要用这个做一个会动的机器人！

鑫鑫：我也想！

……

阿不：我做了一辆叉车，它有一个机械臂，可以推着东西往前走，运送货物。

媱媱：这是我的警车，警车上除了有灯，还有一个可以旋转的报警器。不过我的车不会动。

庆庆：你可以用电池模块，给车用上电，这样车就可以动起来了，就像我们平时玩的电动玩具。而且旋转模块是我最喜欢的，因为电池模块、旋转模块和乐高可以让风车转动，很好看。

昊岑：那天我在湖大的马路上看到有一辆扫地车，我也用模块做了一个扫地机，它可以自己到处扫，好有趣啊。

墨弦：看我做的机械车，它的轮子只能往前开，后面的轮子不知道怎么回事它动不了。不过我给它装了眼睛，手放到眼睛前面车就会往前开，手离开车就停了，它可以自己感应哦，好有趣的！它和我家里的扫地机器人一样，遇到障碍物它还会改变方向。

课程活动 |

每位幼儿通过组合不同的编程模块，创造出各种各样的机器人或者“动力事物”。

  教师思考  1.迁移生活经验，创造百变事物。面对新投入的智能材料，幼儿能够根据以往在生活中接触到的智能事物，快速地接纳新事物并投入操作。在直接感知、亲身体验、实际操作中，编程材料模块与积塑材料的艺术加工，创造出不同的“机器”或者“机器人”。2.专注操作组合，探索模块功能。幼儿根据不同模块的外型特征，在自主自由探索、同伴交流互动中，感知不同模块组合形成的变化 ，主动建构对不同模块的认知，例如，电池模块可通电，旋转模块可以朝不同的方向转动、调节模块可调节速度、感应模块可以感知物体距离。

02/升级：机器人比赛
随着游戏的深入探索，他们用模块建造的车越来越多。一次，游戏中，庆庆拿着拼好的越野车对岑岑说：“我们来比一比，看谁的车更快。”

岑岑拿着扫地车，说：“好，我们比就比。我的肯定很厉害。”庆庆和岑岑将车放在桌边，同时松手，岑岑的车最先到达另一头桌边。问题一：轮子方向不一致，单轮来回转动，怎么办？庆庆说：“朱老师，我拼的这辆车三个轮子都可以朝一个方向行驶，可是有一个轮子一会朝前转动一会朝后转动，让我的车都开不快。”接着他将车翻过来打开电源，边介绍：“之前有一个轮子转的方向和其它轮子不一样，我把它调换了方向调好了，可是这个轮子它一会前一会后 ，我把它换到别的地方也没有改变。”

我提醒道：“还记得魔法石的功能吗？可以试一试组合其他的材料模块哦。”

庆庆拿上魔法石、魔法棒、电源、驱动模块，按顺序并排贴合，发现无法调动模块数字。于是，重新排列四个模块，尝试排序近8次。最后，庆庆用“电源+驱动轮+魔法石+魔法棒”， 扭动数值，观察数值与轮子变化。原来“B3”是来回转、“B2”是朝前转动、“B1”是朝后转动。庆庆扭转到“B1”后，将车轮重新安装，让4个轮子都朝同一方向。

两人再次从同一起点出发，最后还是岑岑车先到达终点。

我问：“这是为什么呢？”庆庆看了看两人的模块，手指点了点，说：“岑岑用了4个模块，我的用了8个。是不是太重了。”

于是，庆庆将车子的彩色模块去除，增加了一个电池模块，说：“这一次我用了两个电力模块，肯定比他快了 。岑岑我们再来比一比。”

这一次，还是岑岑的快一点点。可见即便增加电力减去重量，速度依然如此，怎么办呢？

登登说：“ 你刚用魔法石变了轮子方向，速度也是不是可以变呢？ ”庆庆立马将“电源+旋转+魔法石+魔法棒”排序，观察数值与旋转速度的变化，原来“l9”值速度提快。“l1”速度最慢。

庆庆调整好后，再一次跟岑岑进行汽车机器人比赛，最终庆庆的车先抵达了终点。

  教师思考  1.坚持探索四轮，分析问题原因。庆庆不断坚持探索，面对问题也不放弃，而是坦然分析越野车开不快的可能原因。从轮子方向不一致、模块数量太重、动力太小等方面，推断汽车机器人行驶慢的原因。2.面对不同问题，调整验证解决。游戏中，庆庆以问题为分析线，逐步去调整改进越野车的编程方式、数量等最终实现速度提升。每一轮的调整、操作，他们获得了多样的学习与发展。（详见表格）

03/变换：机器人联动

庆庆、可乐、橙子、岑岑用小积木条、积木板等材料搭建机器人轨道。庆庆说：“之前，我们都是让他走直线。马路都是有直有弯的。岑岑说:“那我们给车搭个轨道。” 可乐和橙子也加入进来，一起搭建有坡度的、有转弯的汽车轨道 。

岑岑：“我先来试一试,我的车。”可是,车一直直行,在快要撞到边缘时,手动调整方向。庆庆说:“你的车只能直着走。你要不用有眼睛的感应模块，这样可以通过感应调整方向 。”随后，岑岑将一个彩色模块调整为感应模块，用感应的方式让车走完了全程。

我说：“你们真棒，能够调整模块。前面你们还利用编程的方式调整速度，那方向可以改变吗？”于是，岑岑增加编程模块，试图改变行驶方向，但是没有成功。在不断几轮调整、尝试后，最终实现了 车的“S型”路径 。

智能材料的低结构探索，还涌现了其他游戏内容，将一直持续、发现……

  教师思考  1.联动室内材料，探索升级玩法。运用室内建构材料，改变汽车行径的坡度、方向，创造性融合多种材料，探索智能材料的联动玩法。2.调整行径路线，迁移编程经验。幼儿发现汽车行驶直线的情况，在互动沟通交流中，及时迁移以往对“感应模块”的认识以及编程经验，解决汽车路径改变的问题，激发幼儿的主动学习。

04/
小结：教师分析与调整
1.以编程材料为突破， 助推幼儿智能素养的提升  

低结构的编程材料，给予幼儿充分的自主探索的空间 。不同功能的模块组合成“能动”的物体，改变以往“静态”的游戏材料，丰富幼儿的游戏体验。同时，丰富的智能模块具备的编程功能，让幼儿在组合模块、调整指令参数中，实现对 编程算法、排序调试、感知数理经验 的累积，助推幼儿素养提升。教师巧妙利用投放的智能模块，让幼儿感知基础编程，激发幼儿主动学习，积累应对未来智能世界的经验准备。

▲幼儿用思维导图记录机器车的组成模块

整个游戏过程 以问题为牵引 ，激发幼儿 发现问题、解决问题 的能力。

例如，从直行车到绕障碍行驶，从慢速行驶到车速提升，从模块减少到增加动能等，每一次游戏后的调整都是思考、判断、逻辑、推理，在 批判反思 中习得动力、编程与速度结果的关系认知以及 衍生计算思维 ，在 猜想验证 中实现 高阶思维的发展。

▲幼儿记录解决旋转模块数值问题的过程

教师始终追随孩子们的脚步，给予孩子们足够的时间、空间 ，有需求时提出启发性建议 ，支持其探究、试错、重复等行为， 耐心观察、等待、倾听记录幼儿的真实想法 。

游戏后及时以小组或集体分享的方式鼓励幼儿分享游戏经验，共同梳理、分析、凝练经验，助推幼儿游戏的深度学习。

▲小组分享经验

4.以自主联动为要义

幼儿运用室内材料+模块 、 室外材料+模块等多场地、多材料融合的方式，实现多种经验的累积，促生多种发现学习的可能，从而实现幼儿学习品质、创造想象、合作交往等全面发展。

将模块不局限于模块，而是让智能带动其他材料转变成更加“鲜活、生动”的游戏。

▲幼儿将模块材料与室外材料融合游戏

教育智能化是教育进入人工智能时代的必然要求，当下的孩子是信息化高速发展时代的原住民，更是未来人工智能发展的创造者。
从室内自主到室内外自主，从有结构到低结构或者无结构，从尝试放手到完全放手，从游戏后分享集体倾听到一对一倾听，从传统更新到数智赋能、人工智能，从浅层学习到深度学习到两者兼顾……这些，都不是一蹴而就的，而是日复一日的常态化实践、探索、研究。

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